JP2018145482A - Abrasion-resistant coating, formation method thereof, and abrasion-resistant member - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abrasion-resistant coating capable of maintaining excellent abrasion resistance over an extended period, even when abrasion to slip or the like is repeated, and also excellent in adhesion; and to provide a manufacturing method thereof, and an abrasion-resistant member.SOLUTION: An abrasion-resistant coating 10 has a plating layer 11, and a lubricant layer 12 laminated on the plating layer 11, in which the lubricant layer 12 contains a solid lubricant 2. A formation method of the abrasion-resistant coating includes the first step for laminating the plating layer 11 by subjecting a substrate 20 surface to a plating treatment, and the second step for laminating the lubricant layer 12 containing the solid lubricant 2 on the surface of the plating layer 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、耐摩耗性皮膜及びその形成方法、並びに耐摩耗性部材に関する。   The present invention relates to a wear-resistant film, a method for forming the same, and a wear-resistant member.

従来、各種の機械部品、工具、金型等の部材に対して、優れた耐摩耗性を付与することが求められており、種々の技術が検討されている。特に近年では、部材表面に耐摩耗性に優れる皮膜をめっき等の方法で形成させることで、例えば、各種部材の滑りに対する耐摩耗性を高めることが行われている。   Conventionally, it has been required to impart excellent wear resistance to various mechanical parts, tools, molds, and other members, and various techniques have been studied. Particularly in recent years, for example, the wear resistance against slipping of various members has been improved by forming a film having excellent wear resistance on the surface of the member by a method such as plating.

例えば、特許文献1には、無段階変速機用プーリおよびベルト式無断変速機において、ベルトが接触するプーリ表面の凹凸を設けることで滑りによる摩耗を防ぐ技術が開示されている。さらに、特許文献1には前記凹凸にめっき処理を施すことも開示しており、これにより、滑りに対する耐摩耗性を高めることを試みている。   For example, Patent Document 1 discloses a technique for preventing wear caused by slippage in a pulley for a continuously variable transmission and a belt-type continuously variable transmission by providing irregularities on the pulley surface that the belt contacts. Further, Patent Document 1 discloses that the unevenness is plated, and thereby attempts to improve wear resistance against slipping.

特許文献2には、転がり軸受において、軸の受け面にマイクロポーラス又はマイクロクラッククロムめっき膜を形成する技術が開示されている。このようなクロムめっき膜は、その表面に存在するマイクロポーラス又はマイクロクラックによって自己潤滑性樹脂を保持することができ、これによって軸受表面で軸を滑りやすくして、滑りに対する耐摩耗性を高めている。   Patent Document 2 discloses a technique for forming a microporous or microcracked chromium plating film on a bearing surface of a rolling bearing. Such a chromium plating film can hold the self-lubricating resin by the microporous or microcrack existing on the surface thereof, thereby making the shaft easy to slide on the bearing surface and improving the wear resistance against sliding. Yes.

特開2012−117579号公報JP 2012-117579 A 特開2016−180439号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-180439

しかしながら、従来の耐摩耗性の皮膜では、確かに各種部材の滑り等に対する耐摩耗性を向上させることができるものの、摩耗が長期間にわたって繰り返されると、皮膜が削れたり、劣化したりする等の現象が徐々に進行し、耐摩耗性の低下が引き起こされることが問題となっていた。例えば、特許文献1に開示の技術のように、基材表面に凹凸を設けるのみでは、滑りに対する耐摩耗性は徐々に低下し、凹凸に形成されためっき膜も徐々に剥がれるので、耐摩耗性が経時的に損なわれやすい。また、特許文献2の方法でも、マイクロクラック等に保持された自己潤滑性樹脂はやがて剥がれて消失するので、滑りに対する耐摩耗性を長期間維持することが難しい。さらに、特許文献1,2に開示の技術では、めっき膜と基材との密着性、及び、自己潤滑性樹脂と基材表面との密着性が悪いことも、長期間の滑り磨耗の繰り返しによって皮膜が剥がれやすくなる要因となっていた。   However, the conventional wear-resistant film can certainly improve the wear resistance against slipping of various members, but if wear is repeated over a long period of time, the film may be scraped or deteriorated. It has been a problem that the phenomenon progresses gradually, causing a decrease in wear resistance. For example, as in the technique disclosed in Patent Document 1, merely by providing irregularities on the surface of the substrate, the wear resistance against slipping gradually decreases, and the plating film formed on the irregularities also gradually peels off. Is easily damaged over time. Further, even with the method of Patent Document 2, the self-lubricating resin held in the microcracks or the like is eventually peeled off and disappears, so that it is difficult to maintain the wear resistance against slipping for a long time. Furthermore, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, the adhesion between the plating film and the base material and the adhesion between the self-lubricating resin and the base material surface are also poor due to repeated long-term sliding wear. It was a factor that the film easily peeled off.

近年、各種部材の耐摩耗性に関しては、摩耗が繰り返されても長期間にわたって優れた耐摩耗性を維持できる耐摩耗性皮膜が求められているところ、従来の技術では耐摩耗性の持続に問題があり、さらなる改善が求められていた。   In recent years, with regard to the wear resistance of various members, there is a need for a wear-resistant film that can maintain excellent wear resistance over a long period of time even if wear is repeated. There was a need for further improvement.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、例えば滑り等に対する摩耗が繰り返されても長期間にわたって優れた耐摩耗性を維持でき、密着性にも優れる耐摩耗性皮膜及びその製造方法、並びに耐摩耗性部材を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, for example, it is possible to maintain excellent wear resistance over a long period of time even if wear against slipping or the like is repeated, and a wear-resistant film excellent in adhesion and a method for producing the same, An object of the present invention is to provide a wear-resistant member.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、皮膜を特定の層構成とすることにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that the above object can be achieved by forming the film into a specific layer structure, and has completed the present invention.

すなわち、本発明は、例えば、以下の項に記載の発明を包含する。
項1.めっき層と、該めっき層上に積層される潤滑層とを有し、
前記潤滑層は、固体潤滑剤を含有する、耐摩耗性皮膜。
項2.前記めっき層には、複数の孔が形成されている、項1に記載の耐摩耗性皮膜。
項3.前記固体潤滑剤の一部又は全部は、前記孔の内部に入り込んでいる、項2に記載の耐摩耗性皮膜。
項4.前記固体潤滑剤は、黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、酸化鉛及びフッ素樹脂からなる群より選ばれる1種以上である、項1〜3のいずれか1項に記載の耐摩耗性皮膜。
項5.項1〜4のいずれか1項に記載の耐摩耗性皮膜と、基材とを備え、
前記基材は前記耐摩耗性皮膜で被覆されており、
前記耐摩耗性皮膜の前記めっき層側の面が前記基材に固着している、耐摩耗性部材。
項6.前記基材の前記耐摩耗性皮膜が被覆される面には凹凸が形成されている、項5に記載の耐摩耗性部材。
項7.耐摩耗性皮膜と、基材とを備え、
前記基材は前記耐摩耗性皮膜で被覆されており、
前記耐摩耗性皮膜は、二硫化モリブデンを含むめっき層を備え、
前記基材の前記耐摩耗性皮膜が被覆される面には凹凸が形成されている、耐摩耗性部材。
項8.基材の表面をめっき処理することでめっき層を形成する第1工程と、
前記めっき層の表面に固体潤滑剤を含有する潤滑層を形成する第2工程と、
を含む耐摩耗性皮膜の形成方法。
項9.前記第1工程のめっき処理では、樹脂粒子を含むめっき液を使用することで樹脂粒子を含むめっき層を形成し、該めっき層を加熱処理することで前記樹脂粒子を焼失する工程をさらに備える、項8に記載の形成方法。
項10.前記めっき処理を行う前に前記基材の表面に凹凸を形成する工程をさらに備える、項8又は9に記載の形成方法。
That is, the present invention includes, for example, the inventions described in the following sections.
Item 1. Having a plating layer and a lubricating layer laminated on the plating layer;
The lubricating layer is a wear-resistant film containing a solid lubricant.
Item 2. Item 2. The wear-resistant film according to Item 1, wherein a plurality of holes are formed in the plating layer.
Item 3. Item 3. The wear-resistant film according to Item 2, wherein a part or all of the solid lubricant enters the inside of the hole.
Item 4. Item 4. The wear resistance according to any one of Items 1 to 3, wherein the solid lubricant is one or more selected from the group consisting of graphite, molybdenum disulfide, boron nitride, tungsten disulfide, lead oxide, and fluororesin. Film.
Item 5. The wear-resistant film according to any one of Items 1 to 4 and a base material,
The substrate is coated with the wear-resistant coating;
A wear-resistant member in which a surface on the plating layer side of the wear-resistant film is fixed to the substrate.
Item 6. Item 6. The wear-resistant member according to Item 5, wherein unevenness is formed on a surface of the substrate on which the wear-resistant film is coated.
Item 7. A wear-resistant coating and a substrate are provided.
The substrate is coated with the wear-resistant coating;
The abrasion-resistant film includes a plating layer containing molybdenum disulfide,
A wear-resistant member, wherein irregularities are formed on a surface of the base material on which the wear-resistant film is coated.
Item 8. A first step of forming a plating layer by plating the surface of the substrate;
A second step of forming a lubricating layer containing a solid lubricant on the surface of the plating layer;
A method for forming a wear-resistant film comprising:
Item 9. In the plating process of the first step, a plating layer containing resin particles is formed by using a plating solution containing resin particles, and the resin particles are further burnt down by heat-treating the plating layer. Item 9. The forming method according to Item 8.
Item 10. Item 10. The method according to Item 8 or 9, further comprising a step of forming irregularities on the surface of the base material before performing the plating treatment.

本発明に係る耐摩耗性皮膜は、特に滑りに対する摩耗が繰り返されても長期間にわたって優れた耐摩耗性を維持でき、また、基材に対する密着性にも優れるので、耐摩耗性の持続性に優れる。   The wear-resistant film according to the present invention can maintain excellent wear resistance over a long period of time even when wear on the slide is repeated, and also has excellent adhesion to the substrate, so that the wear resistance is sustained. Excellent.

本発明に係る耐摩耗性部材は、前記耐摩耗性皮膜を備えることで、長期間にわたって優れた耐摩耗性を有し、また、基材と耐摩耗性皮膜との密着性も高いので、耐摩耗性の持続性に優れる。   Since the wear-resistant member according to the present invention has the wear-resistant film, the wear-resistant member has excellent wear resistance over a long period of time, and has high adhesion between the substrate and the wear-resistant film. Excellent wear resistance.

本発明に係る耐摩耗性皮膜の形成方法によれば、前記耐摩耗性皮膜及び前記耐摩耗性部材を製造する方法として適した方法である。特に、本発明に係る耐摩耗性皮膜の形成方法で製造される耐摩耗性皮膜は、固体潤滑剤がめっき層に強く保持されやすいので、長期間にわたって優れた耐摩耗性を有し続けることができる。   According to the method for forming a wear-resistant film according to the present invention, the method is suitable as a method for producing the wear-resistant film and the wear-resistant member. In particular, the wear-resistant film produced by the method for forming an abrasion-resistant film according to the present invention is likely to continue to have excellent wear resistance over a long period of time because the solid lubricant is easily held in the plating layer. it can.

本発明の耐摩耗性皮膜の実施の形態の一例であり、基材に被覆されている状態を示す概略断面図である。It is an example of an embodiment of an abrasion-resistant coat of the present invention, and is a schematic sectional view showing the state where it is covered with a substrate. 本発明の耐摩耗性皮膜の他の実施の形態の一例であり、基材に被覆されている状態を示す概略断面図である。It is an example of other embodiments of an abrasion-resistant coat of the present invention, and is a schematic sectional view showing the state where it is covered with a substrate. 本発明の耐摩耗性皮膜を基材に形成させる方法を示す概略の断面図である。It is general | schematic sectional drawing which shows the method of forming the abrasion-resistant film | membrane of this invention on a base material. 本発明の耐摩耗性皮膜を基材に形成させる他の方法を示す概略の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other method of forming the abrasion-resistant film | membrane of this invention on a base material. 実施例及び比較例の摩耗試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the abrasion test result of an Example and a comparative example.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

1.耐摩耗性皮膜
図1は、本発明の耐摩耗性皮膜が基材に被覆されている状態を示す概略断面図である。
1. Abrasion Resistant Coating FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a substrate is coated with the abrasion resistant coating of the present invention.

本発明の耐摩耗性皮膜10は、めっき層11と、該めっき層11上に積層される潤滑層12とを有し、潤滑層12は、固体潤滑剤2を含有する。   The abrasion-resistant film 10 of the present invention has a plating layer 11 and a lubricating layer 12 laminated on the plating layer 11, and the lubricating layer 12 contains the solid lubricant 2.

図1の実施形態では、耐摩耗性皮膜10は、基材20の表面に被覆されている。耐摩耗性皮膜10の前記めっき層11側の面(潤滑層12とは逆側の面)が前記基材20の表面に固着している。つまり、図1の実施形態では、基材20、めっき層11及び潤滑層12がこの順に積層している。これにより、耐摩耗性部材30が形成されている。   In the embodiment of FIG. 1, the wear-resistant coating 10 is coated on the surface of the substrate 20. A surface of the wear-resistant coating 10 on the plating layer 11 side (a surface opposite to the lubricating layer 12) is fixed to the surface of the base material 20. That is, in the embodiment of FIG. 1, the base material 20, the plating layer 11, and the lubricating layer 12 are laminated in this order. Thereby, the abrasion-resistant member 30 is formed.

めっき層11は、めっき処理によって形成された層である。めっき層11は、例えば、電解めっき、無電解めっき等の方法で形成された層である。   The plating layer 11 is a layer formed by a plating process. The plating layer 11 is a layer formed by a method such as electrolytic plating or electroless plating.

めっき層11は、耐摩耗性皮膜10において、潤滑層12に含まれる固体潤滑剤2を保持する役割を発揮することができる層である。後記するようにめっき層11の表面が凹凸を有する場合は、固体潤滑剤2を保持しやすくなる。また、基材20(例えば、鉄(S45C))よりも摩擦係数の低いめっき層11を被覆することで固体潤滑剤2の保持力を高めることができる。   The plating layer 11 is a layer that can exhibit the role of holding the solid lubricant 2 contained in the lubricating layer 12 in the wear-resistant coating 10. As described later, when the surface of the plating layer 11 has irregularities, the solid lubricant 2 is easily held. Moreover, the retention strength of the solid lubricant 2 can be increased by covering the plating layer 11 having a lower friction coefficient than that of the base material 20 (for example, iron (S45C)).

めっき層11としては、各種金属のめっき層を挙げることができる。めっき層11を形成する金属は、特に限定されない。金属の具体例としては、ニッケル、銅、クロム、亜鉛、スズ、パラジウム、鉛、銀、金等が挙げられる。   Examples of the plating layer 11 include various metal plating layers. The metal that forms the plating layer 11 is not particularly limited. Specific examples of the metal include nickel, copper, chromium, zinc, tin, palladium, lead, silver, gold and the like.

めっき層11を形成する金属は、1種のみ又は2種以上とすることができる。また、めっき層11を形成する金属は、合金とすることもできる。あるいは、めっき層11を形成する金属は、酸化物、窒化物、硫化物等とすることもできる。さらに、めっき層11は、金属に加えて又は金属に替えてその他の元素(例えば、リン、ホウ素等の非金属元素)を構成元素とすることもできる。   The metal which forms the plating layer 11 can be only 1 type or 2 types or more. Moreover, the metal which forms the plating layer 11 can also be made into an alloy. Alternatively, the metal forming the plating layer 11 can be an oxide, nitride, sulfide, or the like. Furthermore, the plating layer 11 can include other elements (for example, nonmetallic elements such as phosphorus and boron) as constituent elements in addition to or in place of the metal.

めっき層11としてはその他、例えば、Ni等の金属めっきをベースとして、フッ素樹脂(PTFE)、雲母、アルミナ(Al)、窒化ホウ素(BN)、炭化ケイ素(SiC)、二硫化モリブデン(MoS)、二硫化タングステン(WS)、二酸化ケイ素(SiO)等を組み合わせた複合めっきであってもよい。 As the plating layer 11, for example, based on metal plating such as Ni, fluororesin (PTFE), mica, alumina (Al 2 O 3 ), boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), molybdenum disulfide ( The composite plating may be a combination of MoS 2 ), tungsten disulfide (WS 2 ), silicon dioxide (SiO 2 ), or the like.

めっき層11の一例としては、無電解めっき処理により形成したニッケルめっき層(無電解ニッケルめっき層)、無電解Ni−P複合めっき層が挙げられる。めっき層11が無電解Ni−P複合めっき層である場合、共析されるPの効果によってめっき層11の硬度と耐食性が向上し得る。また、めっき層11が無電解Ni−P複合めっき層である場合、基材形状に沿った形状のめっき層11が得られやすいという利点も有する。   Examples of the plating layer 11 include a nickel plating layer (electroless nickel plating layer) formed by electroless plating treatment and an electroless Ni-P composite plating layer. When the plating layer 11 is an electroless Ni—P composite plating layer, the hardness and corrosion resistance of the plating layer 11 can be improved by the effect of the eutectoid P. Moreover, when the plating layer 11 is an electroless Ni-P composite plating layer, it has the advantage that the plating layer 11 of the shape along a base-material shape is easy to be obtained.

めっき層11の形成方法は特に限定されず、例えば、公知の各種のめっき処理の方法でめっき層11を形成することができる。以下では、めっき層11を形成するための処理を「第1めっき処理」と表記する。   The formation method of the plating layer 11 is not specifically limited, For example, the plating layer 11 can be formed with the well-known various plating method. Hereinafter, the process for forming the plating layer 11 is referred to as “first plating process”.

第1めっき処理としては、例えば、電気めっき、無電解めっき、溶融めっき、気相めっき等が行われ得る。めっき処理は、連続式、バッチ式のいずれの方式でも採用可能である。第1めっき処理で使用するめっき液は公知のめっき液を使用することができ、例えば、めっき層11を形成する金属を含有する各種の金属を含むめっき液を使用することができる。   As the first plating treatment, for example, electroplating, electroless plating, hot dipping, vapor phase plating, or the like can be performed. The plating process can be either a continuous type or a batch type. As the plating solution used in the first plating treatment, a known plating solution can be used. For example, a plating solution containing various metals including the metal forming the plating layer 11 can be used.

電解めっきでは、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、パラジウム(Pd)、鉛(Pb)、銀(Ag)、金(Au)等の1種以上の金属を含むめっき液を使用できる。   In electrolytic plating, nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), zinc (Zn), tin (Sn), palladium (Pd), lead (Pb), silver (Ag), gold (Au), etc. A plating solution containing one or more metals can be used.

無電解めっきでは、Ni−P,Ni−B、Ni−Co、Cu、Ag等を含むめっき液を使用できる。複合めっきでは、Niめっきをベースとしてフッ素樹脂(PTFE)、雲母、アルミナ(Al)、窒化ホウ素(BN)、炭化ケイ素(SiC)、二硫化モリブデン(MoS)、二硫化タングステン(WS)、二酸化ケイ素(SiO)等の1種以上を含むめっき液が使用できる。 In electroless plating, a plating solution containing Ni—P, Ni—B, Ni—Co, Cu, Ag, or the like can be used. In composite plating, based on Ni plating, fluororesin (PTFE), mica, alumina (Al 2 O 3 ), boron nitride (BN), silicon carbide (SiC), molybdenum disulfide (MoS 2 ), tungsten disulfide (WS) 2 ), a plating solution containing one or more of silicon dioxide (SiO 2 ) and the like can be used.

めっき層11の厚みは特に限定されない。例えば、めっき層11の厚みは適宜設定することができ、例えば、5μm以上であることが好ましく、5〜20μmであることがより好ましい。   The thickness of the plating layer 11 is not particularly limited. For example, the thickness of the plating layer 11 can be appropriately set. For example, the thickness is preferably 5 μm or more, and more preferably 5 to 20 μm.

めっき層11の表面は平坦に形成することができる。あるいは、めっき層11の表面は平坦ではなく、例えば、凹凸を有するように形成することができる。めっき層11の表面が凹凸を有する場合、その面に潤滑層12を積層できる限りは凹凸の程度は特に限定されない。例えば、めっき層11の表面の最大粗さRzが後記潤滑粒子の一次平均粒子径よりも大きくなるように凹凸を形成することができる。この場合、潤滑層12に含まれる潤滑粒子をめっき層11が保持しやすくなり、耐摩耗性皮膜10の耐摩耗性が優れ、その効果も持続しやすい。なお、本明細書でいう最大粗さRz(μm)は、JIS B 0601:2001で定義される。   The surface of the plating layer 11 can be formed flat. Alternatively, the surface of the plating layer 11 is not flat and can be formed to have, for example, irregularities. When the surface of the plating layer 11 has irregularities, the degree of irregularities is not particularly limited as long as the lubricating layer 12 can be laminated on the surface. For example, the unevenness can be formed so that the maximum roughness Rz of the surface of the plating layer 11 is larger than the primary average particle diameter of the lubricating particles described later. In this case, it becomes easy for the plating layer 11 to hold the lubricating particles contained in the lubricating layer 12, the wear resistance of the wear resistant coating 10 is excellent, and the effect is also likely to be sustained. Note that the maximum roughness Rz (μm) in this specification is defined by JIS B 0601: 2001.

より具体的に、めっき層11表面の凹凸の最大粗さ(Rz)は、前記潤滑粒子の平均一次粒子径の2〜5倍程度とすることでき、例えば、0.01〜100μm、0.1〜300μm、より好ましくは0.25〜4μm、特に好ましくは0.5〜2μmとすることができる。凹凸は、めっき層11の少なくとも潤滑層12が被覆される面の全面に形成されていることが好ましく、めっき層11の全面に形成されることも好ましい。   More specifically, the maximum roughness (Rz) of the unevenness on the surface of the plating layer 11 can be about 2 to 5 times the average primary particle diameter of the lubricating particles, for example, 0.01 to 100 μm, 0.1 It can be set to ˜300 μm, more preferably 0.25 to 4 μm, and particularly preferably 0.5 to 2 μm. The unevenness is preferably formed on the entire surface of the plating layer 11 on which at least the lubricating layer 12 is coated, and is preferably formed on the entire surface of the plating layer 11.

潤滑層12は、耐摩耗性皮膜10において、めっき層11表面を被覆するように形成された層である。この潤滑層12は、耐摩耗性皮膜10の最表面に位置し、基材20等に耐摩耗性を付与することができる層である。   The lubricating layer 12 is a layer formed so as to cover the surface of the plating layer 11 in the wear-resistant coating 10. The lubrication layer 12 is a layer that is positioned on the outermost surface of the wear-resistant coating 10 and can impart wear resistance to the substrate 20 and the like.

潤滑層12は、固体潤滑剤2を必須の構成成分として含む層である。潤滑層12は、固体潤滑剤2のみで形成されている層でもよい。あるいは、潤滑層12は、固体潤滑剤2以外の他の材料を含んでもよい。潤滑層12は、その全質量に対して固体潤滑剤2を50質量%以上含むことが好ましい。   The lubricating layer 12 is a layer containing the solid lubricant 2 as an essential constituent component. The lubricating layer 12 may be a layer formed of only the solid lubricant 2. Alternatively, the lubricating layer 12 may include a material other than the solid lubricant 2. The lubricating layer 12 preferably contains 50% by mass or more of the solid lubricant 2 with respect to the total mass.

固体潤滑剤2は、耐摩耗性を発揮することができる材料で形成することができ、例えば、公知の耐摩耗性材料及び潤滑材料等を使用することができる。   The solid lubricant 2 can be formed of a material that can exhibit wear resistance. For example, a known wear-resistant material and a lubricating material can be used.

固体潤滑剤2は、黒鉛(C)、二硫化モリブデン(MoS)、窒化ホウ素(BN)、二硫化タングステン(WS)、酸化鉛(PbO)、樹脂等が例示される。 Examples of the solid lubricant 2 include graphite (C), molybdenum disulfide (MoS 2 ), boron nitride (BN), tungsten disulfide (WS 2 ), lead oxide (PbO), and resin.

前記樹脂としては、例えば、フッ素系樹脂が挙げられる。フッ素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等を挙げることができる。   Examples of the resin include a fluorine-based resin. Examples of fluororesins include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, and tetrafluoroethylene-ethylene copolymer. A coalescence etc. can be mentioned.

固体潤滑剤2は、粒子状に形成されていることが好ましい。本明細書において、粒子状に形成されている固体潤滑剤2を特に「潤滑粒子」と表記する。固体潤滑剤2が潤滑粒子である場合、めっき層11上に対する固体潤滑剤2の付着力が高まるので、潤滑層12の密着性が向上する。また、めっき層11に後記する孔が形成されている場合は、この孔に潤滑粒子が入り込みやすくなる。   The solid lubricant 2 is preferably formed in the form of particles. In the present specification, the solid lubricant 2 formed in the form of particles is particularly referred to as “lubricated particles”. When the solid lubricant 2 is a lubricant particle, the adhesion of the solid lubricant 2 to the plating layer 11 is increased, so that the adhesion of the lubricant layer 12 is improved. Moreover, when the hole mentioned later is formed in the plating layer 11, it becomes easy for a lubricating particle to enter into this hole.

潤滑粒子の平均一次粒子径は特に限定されない。めっき層11に形成される後記孔に入り込みやすく、しかも、複数の潤滑粒子が一つの孔に入り込みやすいという観点から、後記する孔の直径よりも小さいことが好ましく、また、めっき層11表面に形成される凹凸の前記Rzよりも小さいことが好ましい。また、潤滑粒子は、後記する樹脂粒子の平均一次粒子径よりも小さいことが好ましい。例えば、潤滑粒子の平均一次粒子径は、0.5〜2μmとすることができる。なお、潤滑粒子の平均一次粒子径とは、動的光散乱法による粒度分布計測機で測定した値をいう。   The average primary particle diameter of the lubricating particles is not particularly limited. From the viewpoint that it is easy to enter the later described holes formed in the plated layer 11 and that a plurality of lubricating particles easily enter one hole, it is preferably smaller than the diameter of the hole described later, and formed on the surface of the plated layer 11. It is preferable that the roughness is smaller than the Rz. Further, the lubricating particles are preferably smaller than the average primary particle diameter of resin particles described later. For example, the average primary particle diameter of the lubricating particles can be set to 0.5 to 2 μm. The average primary particle diameter of the lubricating particles refers to a value measured with a particle size distribution measuring machine using a dynamic light scattering method.

潤滑粒子は、球状、楕円状、扁平状の他、各種の形状とすることができる。   The lubricating particles can be in various shapes other than spherical, elliptical, and flat.

潤滑粒子は、二硫化モリブデンの粒子であることが特に好ましい。二硫化モリブデンは、すべり性の良い層状結晶構造を有し、耐荷重性に優れた粒子であるので、形成される耐摩耗性皮膜10の耐摩耗性に優れるとともに、その耐摩耗性部材が有する耐摩耗性効果の持続力も向上しやすく、また、めっき層11表面にも付着しやすい上に孔にも入り込みやすい。この観点から、潤滑層12は、二硫化モリブデンの粒子のみで形成されることが好ましい。   The lubricant particles are particularly preferably molybdenum disulfide particles. Molybdenum disulfide has a layered crystal structure with good sliding properties and is a particle with excellent load resistance, so that it has excellent wear resistance of the formed wear-resistant coating 10 and has its wear-resistant member. The durability of the wear resistance effect is also easily improved, and it is easy to adhere to the surface of the plating layer 11 and to enter the hole. From this viewpoint, it is preferable that the lubricating layer 12 be formed only of molybdenum disulfide particles.

潤滑層12は、めっき層11の全面又は一部を覆うことができる。例えば、潤滑層12は、めっき層11表面の50%以上を覆っていることが好ましく、100%(つまり、表面全体)を覆っていることが好ましい。   The lubricating layer 12 can cover the entire surface or a part of the plating layer 11. For example, the lubricating layer 12 preferably covers 50% or more of the surface of the plating layer 11, and preferably covers 100% (that is, the entire surface).

潤滑層12の厚みは特に限定されない。例えば、潤滑層12の厚みは、1〜30μmとすることができる。   The thickness of the lubricating layer 12 is not particularly limited. For example, the thickness of the lubricating layer 12 can be 1 to 30 μm.

潤滑層12を形成する方法は特に限定されない。なお、潤滑層12を形成する方法を、以下では「潤滑層形成手段」と表記する。   The method for forming the lubricating layer 12 is not particularly limited. Hereinafter, the method for forming the lubricating layer 12 is referred to as “lubricating layer forming means”.

潤滑層形成手段としては、例えば、固体潤滑剤2を含む原料を使用して、ショットブラスト、バレル、塗装、塗布、刷り込み(インプリンティング)等の公知の手段を挙げることができる。潤滑層形成手段で使用する固体潤滑剤2を含む原料は、固体潤滑剤2のみで構成することもできる。なお、ここでいうショットブラストは、粒子を加速して対象物に衝突させることであり、必ずしも、ショットブラスト装置等を使用することを意味するものではない。   Examples of the lubricating layer forming means include known means such as shot blasting, barreling, painting, coating, imprinting (imprinting) using a raw material containing the solid lubricant 2. The raw material containing the solid lubricant 2 used in the lubricating layer forming means can be composed only of the solid lubricant 2. Here, shot blasting means that particles are accelerated and collide with an object, and does not necessarily mean that a shot blasting device or the like is used.

潤滑層12は、その表面が凹凸を有するように形成され得る。あるいは、潤滑層12は、その表面が平坦となるように形成させることもできる。潤滑層12の表面が凹凸を有している場合であっても、磨耗が加わることで徐々に平坦化され得る。つまり、耐摩耗性皮膜10を使用し続けるとやがて潤滑層12の表面も平坦化される。平坦化されると潤滑層12の馴染み性が向上し得る。   The lubricating layer 12 can be formed such that its surface has irregularities. Alternatively, the lubricating layer 12 can be formed so that the surface thereof is flat. Even when the surface of the lubricating layer 12 has irregularities, it can be gradually flattened by wear. That is, when the wear resistant film 10 is continuously used, the surface of the lubricating layer 12 is also flattened. When flattened, the conformability of the lubricating layer 12 can be improved.

図2は、本発明の他の形態の耐摩耗性皮膜が基材に被覆されている状態を示す概略断面図である。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a base material is coated with a wear-resistant film according to another embodiment of the present invention.

図2の形態の耐摩耗性皮膜10は、めっき層11と、該めっき層11上に積層される潤滑層12とを有し、潤滑層12が固体潤滑剤2を含有する点では、図1の実施形態と同様である。   2 has a plating layer 11 and a lubricating layer 12 laminated on the plating layer 11, and the lubricating layer 12 contains the solid lubricant 2. This is the same as the embodiment.

図2の形態の耐摩耗性皮膜10では、めっき層11には、複数の孔15が形成されている。言い換えれば、めっき層11はポーラス(多孔質)形状である。この点が図1の実施形態の耐摩耗性皮膜10と異なる。図2の実施形態では、めっき層11に複数の孔15が形成されている点を除いては、図1の実施形態と同様の構成を採用することができる。   In the wear resistant coating 10 in the form of FIG. 2, a plurality of holes 15 are formed in the plating layer 11. In other words, the plating layer 11 has a porous (porous) shape. This point is different from the abrasion-resistant film 10 of the embodiment of FIG. In the embodiment of FIG. 2, the same configuration as that of the embodiment of FIG. 1 can be adopted except that a plurality of holes 15 are formed in the plating layer 11.

図2の実施形態のように、めっき層11に複数の孔15が形成されている場合、潤滑層12に含まれる固体潤滑剤2が孔15の中に入り込むことができ、潤滑層12とめっき層11の密着性が向上する。また、潤滑層12に含まれる固体潤滑剤2が孔15に入り込むことで、仮に摩耗によって表面に存在する潤滑層12が剥がれたとしても、孔15に入り込んだ固体潤滑剤2はめっき層11からは脱落しにくい。これにより、耐摩耗性皮膜10の耐摩耗性をより長期にわたって持続することができる。固体潤滑剤2が潤滑粒子である場合、孔15の中に保持されやすいので、耐摩耗性皮膜10の耐摩耗性効果が特に持続されやすい。   When the plurality of holes 15 are formed in the plating layer 11 as in the embodiment of FIG. 2, the solid lubricant 2 contained in the lubricating layer 12 can enter the holes 15, and the lubricating layer 12 and the plating are formed. The adhesion of the layer 11 is improved. Further, even if the solid lubricant 2 contained in the lubricating layer 12 enters the holes 15 and the lubricating layer 12 existing on the surface is peeled off due to wear, the solid lubricant 2 that has entered the holes 15 is removed from the plating layer 11. Is hard to fall off. Thereby, the wear resistance of the wear-resistant coating 10 can be maintained for a longer period. When the solid lubricant 2 is a lubricating particle, the wear resistance effect of the wear-resistant coating 10 is particularly easily maintained because it is easily held in the holes 15.

めっき層11に形成される複数の孔15は、めっき層11の全領域にわたって分布して存在していることが好ましい。つまり、複数の孔15は、めっき層11の表層のみならず、めっき層11の内部にも形成されていることが好ましい。この場合、仮に摩耗によってめっき層11の表面が削れたとしても、削れた部分から内部の孔15が現れ、この孔15に表面に残っていた固体潤滑剤2が入り込むことができる。その結果、固体潤滑剤2によって、耐摩耗性を維持し続けることができ、耐摩耗性の効果をさらに長期的に持続することが可能となる。   The plurality of holes 15 formed in the plating layer 11 are preferably distributed over the entire region of the plating layer 11. That is, the plurality of holes 15 are preferably formed not only on the surface layer of the plating layer 11 but also inside the plating layer 11. In this case, even if the surface of the plating layer 11 is shaved due to wear, the internal hole 15 appears from the shaved portion, and the solid lubricant 2 remaining on the surface can enter the hole 15. As a result, the wear resistance can be maintained by the solid lubricant 2, and the effect of the wear resistance can be maintained for a longer period.

めっき層11中における孔の含有割合は特に限定されない。例えば、孔はめっき層11中に30〜70体積%に割合で存在していることが好ましい。めっき層11に存在する孔の体積割合は、後記する第2の形成方法において、めっき層11に含まれる樹脂粒子の体積割合を計測することで求めることができる。第2の形成方法において、めっき層11に含まれる樹脂粒子の体積割合は、例えば、めっき層11を溶媒に溶解させて樹脂粒子だけを取り出し、得られた樹脂粒子の重量から体積を算出することで計測することができる。   The content rate of the hole in the plating layer 11 is not specifically limited. For example, the holes are preferably present in the plating layer 11 in a proportion of 30 to 70% by volume. The volume ratio of the holes present in the plating layer 11 can be obtained by measuring the volume ratio of the resin particles contained in the plating layer 11 in the second forming method described later. In the second forming method, the volume ratio of the resin particles contained in the plating layer 11 is calculated, for example, by dissolving the plating layer 11 in a solvent and taking out only the resin particles, and calculating the volume from the weight of the obtained resin particles. Can be measured.

孔15のサイズは、固体潤滑剤2が入り込める程度のサイズで形成されていることが好ましい。特に、固体潤滑剤2が前記潤滑粒子である場合、孔15は、潤滑粒子の平均一次粒子径の2倍以上の直径を有することが好ましい。ここでいう孔15の直径とは、透過型電子顕微鏡による直接観察によってめっき層11の表面又は断面を観察して、無作為に50個の孔15を選択し、これらの円相当径を計測して算術平均した値をいう。   It is preferable that the hole 15 has a size that allows the solid lubricant 2 to enter. In particular, when the solid lubricant 2 is the lubricating particles, the holes 15 preferably have a diameter that is twice or more the average primary particle diameter of the lubricating particles. The diameter of the hole 15 here refers to the surface or cross-section of the plating layer 11 by direct observation with a transmission electron microscope, randomly select 50 holes 15 and measure the equivalent circle diameter. This is the arithmetic average value.

図2の実施形態にあっては、潤滑層12に含まれる固体潤滑剤2の一部又は全部は、めっき層11に形成されている孔15の内部に入り込んでいることが好ましい。この場合、摩耗によって固体潤滑剤2が脱落しにくくなり、耐摩耗性の効果を長期間持続することができる。固体潤滑剤2は、初期の状態から孔15に入り込み得るし、また、使用して摩耗が繰り返されることによって徐々に孔15に入り込む場合もある。   In the embodiment of FIG. 2, it is preferable that a part or all of the solid lubricant 2 included in the lubricating layer 12 enters the inside of the hole 15 formed in the plating layer 11. In this case, the solid lubricant 2 is less likely to fall off due to wear, and the wear resistance effect can be maintained for a long time. The solid lubricant 2 may enter the hole 15 from the initial state, and may gradually enter the hole 15 by repeated use and wear.

特に、一つの孔15につき複数の潤滑粒子が入り込んでいることが好ましい。この場合、潤滑粒子の脱落が防止されやすく、また、めっき層11の剥がれも防止しやすい。ただし、孔15の内部には、空間が残ることが好ましい。この場合、仮に耐摩耗性皮膜10が減圧状態となったとしても、耐摩耗性皮膜10が剥がれにくくなるという利点がある。   In particular, it is preferable that a plurality of lubricating particles enter one hole 15. In this case, it is easy to prevent the lubricant particles from falling off and to prevent the plating layer 11 from peeling off. However, it is preferable that a space remains inside the hole 15. In this case, even if the wear-resistant coating 10 is in a reduced pressure state, there is an advantage that the wear-resistant coating 10 is difficult to peel off.

孔15は、着色されていてもよい。孔15が着色されていることによって、孔15を目視で判別することが可能となる。   The holes 15 may be colored. Since the hole 15 is colored, the hole 15 can be visually discriminated.

なお、孔15はめっき層11を厚み方向に貫通しないように形成されていることが好ましい。孔15がめっき層11を厚み方向に貫通せずに形成されると、貫通孔が基材20に到達することがないので、いわゆるめっき欠陥(クラック、ピンホール)による耐摩耗性皮膜の耐食性の低下を抑制することができる。   The holes 15 are preferably formed so as not to penetrate the plating layer 11 in the thickness direction. When the hole 15 is formed without penetrating the plating layer 11 in the thickness direction, the through hole does not reach the base material 20, so that the corrosion resistance of the wear-resistant film due to so-called plating defects (cracks, pinholes) is prevented. The decrease can be suppressed.

孔15を有するめっき層1を形成する方法は特に限定されない。以下、孔15を有するめっき層1を形成する方法を「孔形成方法」と表記する。   The method for forming the plating layer 1 having the holes 15 is not particularly limited. Hereinafter, a method of forming the plating layer 1 having the holes 15 is referred to as a “hole forming method”.

孔形成方法は、例えば、めっき層11を形成するための第1めっき処理で使用するめっき液に樹脂粒子を含有させ、これを用いてめっき層11を形成する方法が挙げられる。   Examples of the hole forming method include a method in which the plating solution used in the first plating process for forming the plating layer 11 contains resin particles and the plating layer 11 is formed using the resin particles.

樹脂粒子を含有するめっき液の種類は、樹脂粒子を含む点を除いては、第1の形成方法で使用するめっき液と同様である。   The kind of the plating solution containing resin particles is the same as the plating solution used in the first forming method, except that the resin solution contains resin particles.

樹脂粒子を含有するめっき液から形成されためっき層11には、樹脂粒子が含まれる。このめっき層11を加熱処理して、樹脂粒子を焼失させることで、めっき層11中に孔15を形成できる。孔15は、加熱処理前には樹脂粒子が存在していた部分に形成され得る。   The plating layer 11 formed from the plating solution containing resin particles contains resin particles. Holes 15 can be formed in the plating layer 11 by heat-treating the plating layer 11 to burn off the resin particles. The hole 15 can be formed in a portion where the resin particles existed before the heat treatment.

樹脂粒子の種類は特に限定されない。例えば、350℃以上で蒸発するアクリル樹脂粒子及びポリエステル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂粒子を例示することができる。   The kind of resin particle is not particularly limited. For example, at least one resin particle selected from the group consisting of acrylic resin particles and polyester resin that evaporates at 350 ° C. or higher can be exemplified.

樹脂粒子の平均一次粒子径は特に限定されない。例えば、固体潤滑剤2が潤滑粒子であれば、その潤滑粒子の平均一次粒子径よりも2〜5倍の平均一次粒子径を有することが好ましい。   The average primary particle diameter of the resin particles is not particularly limited. For example, if the solid lubricant 2 is a lubricating particle, it is preferable that the average primary particle diameter is 2 to 5 times the average primary particle diameter of the lubricating particle.

別の観点から、樹脂粒子の平均一次粒子径は、めっき層11の表面の最大粗さRzより大きくすることができる。この場合、樹脂粒子の焼失後に形成される孔15に、前記潤滑粒子が入り込みやすくなり、また、潤滑粒子が孔15に保持されやすくなり、耐摩耗性が向上しやすい。   From another viewpoint, the average primary particle diameter of the resin particles can be made larger than the maximum roughness Rz of the surface of the plating layer 11. In this case, the lubricating particles easily enter the holes 15 formed after the resin particles are burned out, and the lubricating particles are easily held in the holes 15, so that the wear resistance is easily improved.

さらに別の観点においては、樹脂粒子の平均一次粒子径は、めっき層11の表面の最大粗さRz以下にすることができる。この場合、めっき層11表面に凹凸が存在しやすくなり、特に表面が摩耗されたときに凹凸が現れやすくなって、耐摩耗性が向上する。例えば、樹脂粒子の平均一次粒子径は、1μm以上10μm以下とすることができる。   In still another aspect, the average primary particle diameter of the resin particles can be made equal to or less than the maximum roughness Rz of the surface of the plating layer 11. In this case, irregularities are likely to be present on the surface of the plating layer 11, and the irregularities are likely to appear particularly when the surface is worn, so that the wear resistance is improved. For example, the average primary particle diameter of the resin particles can be 1 μm or more and 10 μm or less.

樹脂粒子を含むめっき液は、界面活性剤を含むことが好ましい。この場合、樹脂粒子のめっき液における分散性が向上し、形成されためっき層11中に樹脂粒子が均一に分散しやすくなる。その結果、めっき層11に形成される孔15が均一に分布しやすい。   The plating solution containing the resin particles preferably contains a surfactant. In this case, the dispersibility of the resin particles in the plating solution is improved, and the resin particles are easily dispersed uniformly in the formed plating layer 11. As a result, the holes 15 formed in the plating layer 11 are easily distributed uniformly.

界面活性剤の種類は特に限定されない。例えば、公知のアニオン性、カチオン性又はノニオン性の界面活性剤を使用することができる。   The kind of surfactant is not specifically limited. For example, a known anionic, cationic or nonionic surfactant can be used.

界面活性剤の使用量は、例えば、樹脂粒子に対して界面活性剤を0.5〜2.0重量%使用することができる。   As for the usage-amount of surfactant, 0.5 to 2.0 weight% of surfactant can be used with respect to the resin particle, for example.

前記樹脂粒子を含むめっき層11の加熱処理の条件は特に限定されない。例えば、加熱温度を300〜350℃とすることができる。加熱時間は加熱温度に応じて適宜変更でき、例えば、120〜300分とすることができる。加熱条件も限定されず、窒素等の不活性ガスの雰囲気下、空気雰囲気下等の各種の雰囲気下で加熱を行うことができる。市販されている加熱炉等によって、加熱処理を行うことができる。   The conditions for the heat treatment of the plating layer 11 containing the resin particles are not particularly limited. For example, the heating temperature can be 300 to 350 ° C. The heating time can be appropriately changed according to the heating temperature, and can be, for example, 120 to 300 minutes. The heating conditions are not limited, and heating can be performed under various atmospheres such as an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or an air atmosphere. Heat treatment can be performed by a commercially available heating furnace or the like.

孔形成方法の他例としては、ポーラスニッケルめっき法等の電解めっき法が挙げられる。その他、第1めっき処理により形成しためっき層11の表面を、ショットブラスト、エッチング等の適宜の方法で荒らす方法によっても、孔15を形成することができる。   Another example of the hole forming method is an electrolytic plating method such as a porous nickel plating method. In addition, the holes 15 can be formed by a method of roughening the surface of the plating layer 11 formed by the first plating process by an appropriate method such as shot blasting or etching.

図2の実施形態では、めっき層11に孔15が形成され、この孔15に潤滑粒子が入り込み得る点を除いては、その他の構成は、図1の実施形態と同様とすることができる。   In the embodiment of FIG. 2, the other configuration can be the same as that of the embodiment of FIG. 1 except that holes 15 are formed in the plating layer 11 and lubricating particles can enter the holes 15.

本発明の耐摩耗性皮膜10では、例えば、図1,2の形態を有し得るものであり、耐摩耗性を付与するための皮膜として、各種の部材に対して好適に使用することができ、後記耐摩耗性部材30を形成することができる。本発明の耐摩耗性皮膜10で各種部材を被覆する場合、図1,2に示すように、潤滑層12が表面側に位置するように耐摩耗性皮膜10が被覆される。   The wear-resistant film 10 of the present invention can have, for example, the forms shown in FIGS. 1 and 2 and can be suitably used for various members as a film for imparting wear resistance. The wear resistant member 30 described later can be formed. When various members are coated with the wear-resistant film 10 of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the wear-resistant film 10 is coated so that the lubricating layer 12 is located on the surface side.

本発明の耐摩耗性皮膜10は、耐摩耗性に優れる潤滑層12を備えることで、高い耐摩耗性を付与することができ、また、潤滑層12とめっき層11との密着性も良好であり、摩耗が繰り返されたとしても耐摩耗性の効果が失われにくい。   The wear-resistant film 10 of the present invention can provide high wear resistance by including the lubricating layer 12 having excellent wear resistance, and also has good adhesion between the lubricating layer 12 and the plating layer 11. Yes, even if wear is repeated, the effect of wear resistance is not easily lost.

特に図2の実施形態のように、めっき層11に孔15が形成されている場合は、潤滑層12に含まれる固体潤滑剤2がめっき層11に保持されやすいので、耐摩耗性の効果を長期にわたって持続することができる。固体潤滑剤2が潤滑粒子である場合は、特にその効果が顕著となる。   In particular, when the hole 15 is formed in the plating layer 11 as in the embodiment of FIG. 2, the solid lubricant 2 contained in the lubricating layer 12 is easily held by the plating layer 11. Can last for a long time. When the solid lubricant 2 is a lubricating particle, the effect becomes particularly remarkable.

従来の耐摩耗性皮膜は、摩耗され続けると皮膜が剥がれるため、次第に耐摩耗性が消失し得るものであったが、本発明の耐摩耗性皮膜10は、前述の構成を具備することで、従来よりも長期間にわたって耐摩耗性の効果を持続することができる。   Since the conventional abrasion-resistant film is peeled off as it continues to be worn, the abrasion resistance can gradually disappear, but the abrasion-resistant film 10 of the present invention has the above-described configuration. The effect of wear resistance can be maintained for a longer period than before.

2.耐摩耗性部材
本発明の耐摩耗性部材30は、図1、図2に示すように、耐摩耗性皮膜10と、基材20とを備え、前記基材20は前記耐摩耗性皮膜10で被覆されており、前記耐摩耗性皮膜10は、前記めっき層側11の面が前記基材20に固着している。
2. As shown in FIGS. 1 and 2, the wear-resistant member 30 of the present invention includes a wear-resistant coating 10 and a substrate 20, and the substrate 20 is the wear-resistant coating 10. The surface of the plating layer side 11 of the wear-resistant coating 10 is fixed to the substrate 20.

耐摩耗性皮膜10は、本明細書の「1.耐摩耗性部材」の項で説明した構成と同様である。   The abrasion-resistant coating 10 has the same configuration as that described in “1. Abrasion-resistant member” of this specification.

基材20は、各種の固体材料を適用することができ、その種類は特に制限されない。例えば、金属、合金、樹脂、セラミックス、紙、木、布等の各種材料を基材20とすることができる。   Various solid materials can be applied to the base material 20, and the type is not particularly limited. For example, various materials such as metals, alloys, resins, ceramics, paper, wood, and cloth can be used as the substrate 20.

基材20の形状は特に限定されない。例えば、基材20の形状は、基板状、フィルム状、棒状、ブロック状、球状、楕円球状、歪曲状等が挙げられる。また、基材20は、各種の摺動部品、機械部品、工具、金型等であってもよい。   The shape of the base material 20 is not particularly limited. For example, examples of the shape of the base material 20 include a substrate shape, a film shape, a rod shape, a block shape, a spherical shape, an elliptic spherical shape, and a distorted shape. The base material 20 may be various sliding parts, machine parts, tools, dies, and the like.

基材20の耐摩耗性皮膜10が被覆される面には凹凸が形成されていることが好ましい。この場合、耐摩耗性皮膜10と基材20との密着性が特に向上し得る。この結果、摩耗が繰り返されたとしても耐摩耗性の効果が失われにくく、より長期にわたって耐摩耗性効果を持続することができる。   It is preferable that irregularities are formed on the surface of the substrate 20 on which the wear-resistant coating 10 is coated. In this case, the adhesion between the wear-resistant coating 10 and the substrate 20 can be particularly improved. As a result, even if wear is repeated, the wear resistance effect is not easily lost, and the wear resistance effect can be maintained for a longer period of time.

基材20に形成される凹凸の最大粗さ(Rz)は特に限定されない。例えば、基材20に形成される凹凸の最大粗さ(Rz)は、前記潤滑粒子の平均一次粒子径の2〜5倍程度とすることできる。具体的には、基材20に形成される凹凸の最大粗さは、0.25〜4μmであることが好ましく、0.5〜2μmであることがより好ましい。凹凸は、基材20の少なくとも耐摩耗性皮膜10が被覆される面の全面に形成されていることが好ましく、基材20の全面に形成されることも好ましい。   The maximum roughness (Rz) of the unevenness formed on the substrate 20 is not particularly limited. For example, the maximum roughness (Rz) of the irregularities formed on the substrate 20 can be about 2 to 5 times the average primary particle diameter of the lubricating particles. Specifically, the maximum roughness of the unevenness formed on the substrate 20 is preferably 0.25 to 4 μm, and more preferably 0.5 to 2 μm. The irregularities are preferably formed on at least the entire surface of the substrate 20 on which the wear-resistant coating 10 is coated, and are preferably formed on the entire surface of the substrate 20.

耐摩耗性皮膜10は、そのめっき層側11の面が基材20に直接固着され得る。あるいは、耐摩耗性皮膜10のめっき層側11の面と、基材20との間に他の層が介在して、耐摩耗性皮膜10が基材20に固着され得る。   The surface of the plating layer side 11 of the wear-resistant coating 10 can be directly fixed to the substrate 20. Alternatively, another layer may be interposed between the surface on the plating layer side 11 of the wear-resistant film 10 and the base material 20, so that the wear-resistant film 10 can be fixed to the base material 20.

本発明の耐摩耗性部材30は、耐摩耗性皮膜10を備えることで、摩耗が繰り返されても長期間にわたって優れた耐摩耗性を維持できる。   The wear-resistant member 30 of the present invention is provided with the wear-resistant film 10 so that excellent wear resistance can be maintained over a long period of time even if wear is repeated.

耐摩耗性部材30において、潤滑層12に含まれる固体潤滑剤の一部又は全部は、めっき層11に形成されている孔15の内部に入り込んでいる態様であってもよい。   In the wear-resistant member 30, a part or all of the solid lubricant contained in the lubricating layer 12 may enter the inside of the hole 15 formed in the plating layer 11.

本発明に係る耐摩耗性部材の他の形態として、耐摩耗性皮膜と、基材とを備え、基材は耐摩耗性皮膜で被覆されており、耐摩耗性皮膜は、二硫化モリブデンを含むめっき層を備え、基材の耐摩耗性皮膜が被覆される面には凹凸が形成されている、形態(以下、「第3形態」と表記することがある)を挙げることもできる。   As another form of the wear-resistant member according to the present invention, a wear-resistant film and a base material are provided, the base material is covered with the wear-resistant film, and the wear-resistant film contains molybdenum disulfide. It is also possible to mention a form (hereinafter sometimes referred to as “third form”) in which the plating layer is provided and the surface of the base material on which the wear-resistant film is coated is formed with irregularities.

第3形態においては、耐摩耗性皮膜には、潤滑層は形成されておらず、例えば、二硫化モリブデンを含むめっき層のみで形成される。固体潤滑剤は、図1の実施形態と同様である。   In the third embodiment, the wear-resistant film is not formed with a lubricating layer, and is formed, for example, only with a plating layer containing molybdenum disulfide. The solid lubricant is the same as in the embodiment of FIG.

第3形態のめっき層は、例えば、第1めっき処理で使用するめっき液に二硫化モリブデンを含んだものを使用して形成することができる。めっき液に二硫化モリブデンが含まれている点を除いては、めっき液の種類は第1めっき処理で使用するめっき液と同様とできる。   The plating layer of the third form can be formed using, for example, a plating solution used in the first plating process containing molybdenum disulfide. Except for the point that molybdenum disulfide is contained in the plating solution, the type of the plating solution can be the same as the plating solution used in the first plating treatment.

第3形態においても、めっき層11には孔15が形成されていてもよい。孔15は、前述の孔形成方法と同様の方法で形成することができる。   Also in the third embodiment, holes 15 may be formed in the plating layer 11. The holes 15 can be formed by a method similar to the above-described hole forming method.

第3形態の耐摩耗性部材30にあっても、耐摩耗性皮膜10と基材20との密着性が高いので、摩耗が繰り返されたとしても耐摩耗性の効果が失われにくく、より長期にわたって耐摩耗性効果を持続することができる。   Even in the wear-resistant member 30 of the third embodiment, since the adhesion between the wear-resistant film 10 and the base material 20 is high, even if the wear is repeated, the effect of wear resistance is not easily lost, and it is longer. The wear resistance effect can be maintained over the entire range.

3.耐摩耗性皮膜の形成方法
耐摩耗性皮膜10の形成方法は、特に限定されず、前述した構成を備える限りは、各種の方法にて耐摩耗性皮膜10を製作することができる。以下、一例として、図1の形態の耐摩耗性皮膜10を基材20上に形成する方法(以下、「第1の形成方法」とする)、及び、図2の形態の耐摩耗性皮膜10を基材20上に形成する方法(以下、「第2の形成方法」とする)を説明する。
3. Method for Forming Abrasion Resistant Film The method for forming the abrasion resistant film 10 is not particularly limited, and the abrasion resistant film 10 can be produced by various methods as long as the above-described configuration is provided. Hereinafter, as an example, a method of forming the wear-resistant coating 10 in the form of FIG. 1 on the base material 20 (hereinafter referred to as “first forming method”) and an abrasion-resistant coating 10 in the form of FIG. Will be described on the base material 20 (hereinafter referred to as “second forming method”).

(第1の形成方法)
耐摩耗性皮膜10の形成方法は、基材20の表面をめっき処理することでめっき層11を形成する第1工程と、めっき層11の表面に固体潤滑剤2を含有する潤滑層12を形成する第2工程とを含み得る。
(First forming method)
The method for forming the abrasion-resistant coating 10 includes a first step of forming the plating layer 11 by plating the surface of the base material 20, and the formation of the lubricating layer 12 containing the solid lubricant 2 on the surface of the plating layer 11. And a second step.

図3は、第1の形成方法の模式的な説明図である。   FIG. 3 is a schematic explanatory view of the first forming method.

図3(a)に示す基材20の構成は、「2.耐摩耗性部材」で説明した基材20と同様である。   The configuration of the base material 20 shown in FIG. 3A is the same as that of the base material 20 described in “2. Wear-resistant member”.

図3(b)に示すように、第1工程におけるめっき処理を行う前に、基材20の表面に凹凸を形成する工程をさらに備えることもできる。この場合、基材20表面に形成された凹凸面上に耐摩耗性皮膜10が形成され、また、凹凸面を有する基材20を含む耐摩耗性部材30が得られる。   As shown in FIG.3 (b), before performing the plating process in a 1st process, the process of forming an unevenness | corrugation on the surface of the base material 20 can also be further provided. In this case, the abrasion-resistant film 10 is formed on the uneven surface formed on the surface of the substrate 20, and the wear-resistant member 30 including the substrate 20 having the uneven surface is obtained.

基材20の表面に凹凸を形成する方法は特に限定されない。例えば、公知の手段で基材20の表面に凹凸を形成することができる。具体的には、基材20の表面を、ショットブラスト、ショットピーニング、エッチング等の処理をすることで基材20の表面に凹凸を形成することができる。   The method for forming irregularities on the surface of the substrate 20 is not particularly limited. For example, irregularities can be formed on the surface of the substrate 20 by a known means. Specifically, unevenness can be formed on the surface of the base material 20 by subjecting the surface of the base material 20 to treatment such as shot blasting, shot peening, and etching.

基材20の表面に凹凸を形成する方法は、特に、ショットブラストを用いることが好ましい。ショットブラストを採用することで、基材20の表面の最大粗さ(Rz)を所望の範囲に調整しやすく、また、処理後の表面が連続した凹凸が深く形成される梨地状となりやすい。凹凸は、基材20の少なくとも耐摩耗性皮膜10が被覆される面の全面に形成させることが好ましく、基材20の全面に形成させることも好ましい。   As a method of forming irregularities on the surface of the substrate 20, it is particularly preferable to use shot blasting. By adopting shot blasting, it is easy to adjust the maximum roughness (Rz) of the surface of the base material 20 to a desired range, and the processed surface tends to have a satin shape in which continuous irregularities are deeply formed. The unevenness is preferably formed on the entire surface of the substrate 20 on which at least the wear-resistant coating 10 is coated, and is preferably formed on the entire surface of the substrate 20.

第1工程におけるめっき処理は、前記第1めっき処理と同様である。   The plating process in the first step is the same as the first plating process.

第1工程において、基材20表面に凹凸を形成した場合は、第1めっき処理によって形成されるめっき層11の表面も凹凸が形成され得る。基材20に形成される凹凸は、例えば、図1の実施形態で説明した凹凸と同様の態様にすることができる。   In the first step, when irregularities are formed on the surface of the substrate 20, irregularities may also be formed on the surface of the plating layer 11 formed by the first plating process. The unevenness | corrugation formed in the base material 20 can be made into the aspect similar to the unevenness | corrugation demonstrated in embodiment of FIG.

第1工程によって、図3(c)に示すように、基材20にめっき層11が積層される。   In the first step, the plating layer 11 is laminated on the base material 20 as shown in FIG.

第2工程では、第1工程で形成しためっき層11の表面に固体潤滑剤2を含有する潤滑層12を積層する。   In the second step, the lubricating layer 12 containing the solid lubricant 2 is laminated on the surface of the plating layer 11 formed in the first step.

第2工程では、前述の潤滑層形成手段により、潤滑層12を形成することができる。これにより、図3(d)に示すように、めっき層11上に固体潤滑剤2を含有する潤滑層12が積層される。めっき層11の表面が凹凸状になっている場合は、形成直後の潤滑層12の表面も凹凸状になり得る。   In the second step, the lubricating layer 12 can be formed by the aforementioned lubricating layer forming means. Thereby, as shown in FIG. 3D, the lubricating layer 12 containing the solid lubricant 2 is laminated on the plating layer 11. When the surface of the plating layer 11 is uneven, the surface of the lubricating layer 12 immediately after formation can also be uneven.

潤滑層12を潤滑粒子で形成させる場合、潤滑層形成手段が好適であり、特にショットブラストのような手段を採用することで、潤滑粒子が物理的な作用によってめっき層11表面に付着しやすい。これにより、付着力の大きい潤滑層12がめっき層11上に形成され得る。また、第1工程においてショットブラストを使用して基材20表面に凹凸を形成した場合は、潤滑層12を積層する方法もショットブラストを使用することが好ましい。   When the lubricating layer 12 is formed of lubricating particles, lubricating layer forming means is suitable. In particular, by employing means such as shot blasting, the lubricating particles are likely to adhere to the surface of the plating layer 11 by physical action. As a result, the lubricating layer 12 having a large adhesive force can be formed on the plating layer 11. Moreover, when unevenness | corrugation is formed in the base-material 20 surface using shot blast in a 1st process, it is preferable to use shot blast also for the method of laminating | lubricating the lubricating layer 12. FIG.

上記第1工程及び第2工程を具備する形成方法によって、図1に示す形態の耐摩耗性皮膜が基材20に形成され得る。このような形成方法によれば、耐摩耗性皮膜を容易に形成することができる。   The wear-resistant film having the form shown in FIG. 1 can be formed on the substrate 20 by the forming method including the first step and the second step. According to such a forming method, an abrasion-resistant film can be easily formed.

(第2の形成方法)
図4は、第2の形成方法の模式的な説明図である。
(Second forming method)
FIG. 4 is a schematic explanatory view of the second forming method.

第2の形成方法は、第1の形成方法において、第1工程のめっき処理では、樹脂粒子を含むめっき液を使用することで、樹脂粒子を含むめっき層を形成し、該めっき層を加熱処理することで前記樹脂粒子を焼失する工程をさらに備える。加熱処理することで前記樹脂粒子が焼失し前記めっき層中に複数の孔が形成される
第2の形成方法において、めっき層中に複数の孔を形成させる方法は、前述の「孔形成方法」と同様の方法である。
The second forming method is the first forming method. In the plating process of the first step, a plating solution containing resin particles is used to form a plating layer containing resin particles, and the plating layer is heat-treated. This further includes a step of burning out the resin particles. In the second forming method, a plurality of holes are formed in the plating layer in the second forming method in which the resin particles are burned out by heat treatment. It is the same method.

図4では、一例として、前記樹脂粒子を含むめっき液を用いて第1めっき処理をしてめっき層11を形成し(図4(b))、これを前記加熱処理することで前記樹脂粒子5を焼失させて孔15を形成する形態(図4(c))を示している。尚、図4では、樹脂粒子5が前記樹脂粒子に相当する。   In FIG. 4, as an example, a first plating process is performed using a plating solution containing the resin particles to form a plating layer 11 (FIG. 4B), and the resin particles 5 are formed by performing the heat treatment. The form (FIG.4 (c)) which burns down and forms the hole 15 is shown. In FIG. 4, the resin particles 5 correspond to the resin particles.

第2の形成方法において、加熱処理は、図4に示すように、第1工程と第2工程との間で行うことができる。あるいは、第2工程の後に加熱処理を行うこともできる。しかし、固体潤滑剤2が、孔15の中に入り込みやすいという点では、加熱処理は第1工程と第2工程との間、つまり、図4(b)のように第1工程で樹脂粒子を含有するめっき層11を形成した後、潤滑層12を形成する前に加熱処理を行うことが好ましい。   In the second formation method, the heat treatment can be performed between the first step and the second step, as shown in FIG. Alternatively, heat treatment can be performed after the second step. However, in terms of the fact that the solid lubricant 2 easily enters the holes 15, the heat treatment is performed between the first step and the second step, that is, the resin particles in the first step as shown in FIG. It is preferable to perform heat treatment after forming the plating layer 11 to be contained and before forming the lubricating layer 12.

潤滑層12を形成する前に加熱処理を行う場合、加熱処理を行って孔15を形成した後に、孔15の着色処理を行うこともできる。着色の方法は、例えば、公知の着色方法を採用することができ、公知のインク、ペンキ等の着色剤を塗布する方法等を例示できる。   When the heat treatment is performed before forming the lubricating layer 12, the hole 15 can be colored after the heat treatment is performed to form the holes 15. As a coloring method, for example, a known coloring method can be adopted, and a known method such as applying a colorant such as ink or paint can be exemplified.

第2の形成方法において、基材20に凹凸を設ける方法、及び、潤滑層12を形成する方法は、第1の形成方法と同様である。   In the second forming method, the method for forming the unevenness on the base material 20 and the method for forming the lubricating layer 12 are the same as the first forming method.

第2の形成方法では、潤滑層12を形成する方法は、ショットブラストを採用することが好ましく、この場合、固体潤滑剤2が孔15に入り込みやすくなる。また、ショットブラストによれば、潤滑粒子を物理的な外力の作用によってめっき層11に固着させる。そのため、めっき層11の表面及び孔15に潤滑粒子を入れ込みやすい。   In the second forming method, the method of forming the lubricating layer 12 preferably employs shot blasting. In this case, the solid lubricant 2 easily enters the holes 15. Further, according to shot blasting, the lubricating particles are fixed to the plating layer 11 by the action of a physical external force. Therefore, it is easy to put lubricating particles into the surface of the plating layer 11 and the holes 15.

特に、孔15の直径がめっき層11の内部へ行くほど大きくなる場合(めっき層11表面よりも内部の方が孔15の開口断面積が大きい場合)、ショットブラストで入れ込みさせると、より内部の孔15に潤滑粒子が入り込みやすい。これにより、潤滑粒子がめっき層11から脱落しにくくなり、耐摩耗性の効果がより長期間持続し得る。   In particular, when the diameter of the hole 15 increases toward the inside of the plating layer 11 (in the case where the opening cross-sectional area of the hole 15 is larger than the surface of the plating layer 11), if the hole 15 is inserted by shot blasting, the inside of the hole 15 is further increased. Lubricating particles can easily enter the holes 15. As a result, the lubricating particles are less likely to fall off the plating layer 11, and the wear resistance effect can be maintained for a longer period of time.

以上の第2の形成方法によって、図2の形態の耐摩耗性皮膜、つまり、複数の孔15が形成されためっき層11を備える耐摩耗性皮膜10が基材20に形成される。   By the second forming method described above, the wear-resistant film having the form shown in FIG. 2, that is, the wear-resistant film 10 including the plating layer 11 in which the plurality of holes 15 are formed is formed on the base material 20.

樹脂粒子を5使用してめっき層11に孔15を形成する方法では、アスペクト比が大きい孔15が形成されやすく、急峻な凹凸も形成しやすい。これにより、潤滑粒子等の固体潤滑剤2がめっき層11に保持されやすく、耐摩耗性の持続性に優れる耐摩耗性皮膜10を形成しやすい。   In the method of forming the holes 15 in the plating layer 11 using 5 resin particles, the holes 15 having a large aspect ratio are easily formed, and steep irregularities are easily formed. Thereby, the solid lubricant 2 such as lubricating particles is easily held in the plating layer 11, and it is easy to form the wear-resistant film 10 that is excellent in durability of wear resistance.

本発明に係る耐摩耗性皮膜の形成方法によれば、前記耐摩耗性皮膜及び前記耐摩耗性部材を製造する方法として適した方法である。特に、本発明に係る耐摩耗性皮膜の形成方法で製造される耐摩耗性皮膜は、固体潤滑剤がめっき層に強く保持されやすいので、長期間にわたって優れた耐摩耗性を有し続けることができる。   According to the method for forming a wear-resistant film according to the present invention, the method is suitable as a method for producing the wear-resistant film and the wear-resistant member. In particular, the wear-resistant film produced by the method for forming an abrasion-resistant film according to the present invention is likely to continue to have excellent wear resistance over a long period of time because the solid lubricant is easily held in the plating layer. it can.

本発明の方法並びに耐摩耗性皮膜10及び耐摩耗性部材30は、各種の部材に好適に使用することができる。適用可能な部材としては、各種の機械部品、各種エンジン部品のすべり軸受けやピストンリングなどの動力系部品、チェーンなどの連続して稼働する動力伝達部品、工具、金型等が例示され、その他、家庭用品、産業機械、輸送機又はレジャー用品等、に使用されるような各種摺動部品も例示される。   The method of the present invention, the wear-resistant coating 10 and the wear-resistant member 30 can be suitably used for various members. Examples of applicable members include various machine parts, power system parts such as sliding bearings and piston rings of various engine parts, continuously operating power transmission parts such as chains, tools, molds, etc. Various sliding parts such as those used for household goods, industrial machines, transport equipment or leisure goods are also exemplified.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の態様に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to the aspect of these Examples.

(実施例1)
基材として鉄(S45C)を準備し、ショットブラストによって基材に凹凸を形成した。ショットブラストには、セラミック系投射材(アルミナ、ガーネット)を使用し、サンドグリッドはメッシュサイズ#100〜150、圧力は10kgf/cmとし、基材表面の凹凸の最大粗さRzは、2〜4μmとした。
Example 1
Iron (S45C) was prepared as a base material, and irregularities were formed on the base material by shot blasting. For shot blasting, a ceramic projection material (alumina, garnet) is used, the sand grid is mesh size # 100 to 150, the pressure is 10 kgf / cm 2, and the maximum roughness Rz of the irregularities on the substrate surface is 2 to 2. The thickness was 4 μm.

次いで、凹凸を形成した基材に無電解Ni−Pめっき処理を行った。無電解Niめっき液は、「二ムデンKTB(登録商標)」(上村工業株式会社)を使用し、その他作業環境は上記めっき液の標準条件に準じた。生成しためっき層の厚みは10μmであった。   Next, electroless Ni-P plating treatment was performed on the substrate on which the irregularities were formed. As the electroless Ni plating solution, “Nimuden KTB (registered trademark)” (Uemura Kogyo Co., Ltd.) was used, and the other working environment was in accordance with the standard conditions of the plating solution. The thickness of the produced plating layer was 10 μm.

次いで、めっき層上に、ショットブラストによって二硫化モリブデン粒子(平均一次粒子径1μm)を保持させ、約3μmの厚みを有する潤滑層を形成した。このようにして、耐摩耗性皮膜で被覆された基材を耐摩耗性部材として得た。   Next, molybdenum disulfide particles (average primary particle diameter of 1 μm) were retained on the plating layer by shot blasting to form a lubricating layer having a thickness of about 3 μm. Thus, the base material coat | covered with the abrasion-resistant film was obtained as an abrasion-resistant member.

(実施例2)
基材として鉄(S45C)を準備し、この基材をショットブラストで凹凸を形成した。ショットブラストには、セラミック系投射材(アルミナ、ガーネット)を使用し、サンドグリッドは#100〜150、圧力は10kgf/cmとし、基材表面の凹凸の最大粗さRzは、2〜4μmとした。
(Example 2)
Iron (S45C) was prepared as a base material, and unevenness was formed on the base material by shot blasting. For shot blasting, a ceramic projection material (alumina, garnet) is used, the sand grid is # 100 to 150, the pressure is 10 kgf / cm 2, and the maximum roughness Rz of the irregularities on the substrate surface is 2 to 4 μm. did.

次いで、凹凸を形成した基材に無電解Ni−Pめっき処理を行った。無電解Niめっき液は、「二ムデンKTB(登録商標)」(上村工業株式会社)を使用し、このめっき液にさらに、平均一次粒子径が2.5μmのアクリル樹脂粒子を5g/Lの量で添加し、さらに、微量のカチオン系界面活性剤を添加した。その他作業環境は上記めっき液の標準条件に準じた。生成しためっき層の厚みは10μmであり、内部にアクリル樹脂粒子が含まれていた。   Next, electroless Ni-P plating treatment was performed on the substrate on which the irregularities were formed. As the electroless Ni plating solution, “Nimden KTB (registered trademark)” (Uemura Kogyo Co., Ltd.) is used, and acrylic resin particles having an average primary particle size of 2.5 μm are further added to this plating solution in an amount of 5 g / L. In addition, a small amount of a cationic surfactant was added. Other working environments were in accordance with the standard conditions of the above plating solution. The generated plating layer had a thickness of 10 μm and contained acrylic resin particles inside.

このようにめっき層を形成した基材を、350℃で120分加熱処理を行った。これにより、アクリル樹脂粒子が焼失して、めっき層中に孔が形成された。   Thus, the base material in which the plating layer was formed was heat-processed at 350 degreeC for 120 minutes. As a result, the acrylic resin particles were burned out and holes were formed in the plating layer.

次いで、孔を形成しためっき層上に、ショットブラストによって二硫化モリブデン粒子(平均一次粒子径1μm)を保持させ、約3μmの厚みを有する潤滑層を形成した。このようにして、耐摩耗性皮膜で被覆された基材を耐摩耗性部材として得た。   Next, molybdenum disulfide particles (average primary particle diameter: 1 μm) were retained on the plated layer in which the holes were formed by shot blasting to form a lubricating layer having a thickness of about 3 μm. Thus, the base material coat | covered with the abrasion-resistant film was obtained as an abrasion-resistant member.

(実施例3)
基材として鉄(S45C)を準備し、この基材をショットブラストで凹凸を形成した。ショットブラストには、セラミック系投射材(アルミナ、ガーネット)を使用し、サンドグリッドは#100〜150、圧力は10kgf/cmとし、基材表面の凹凸の最大粗さRzは、2〜4μmとした。
(Example 3)
Iron (S45C) was prepared as a base material, and unevenness was formed on the base material by shot blasting. For shot blasting, a ceramic projection material (alumina, garnet) is used, the sand grid is # 100 to 150, the pressure is 10 kgf / cm 2, and the maximum roughness Rz of the irregularities on the substrate surface is 2 to 4 μm. did.

次いで、凹凸を形成した基材に無電解Ni−Pめっき処理を行った。無電解Niめっき液は、「二ムデンKTB(登録商標)」(上村工業株式会社)を使用し、このめっき液にさらに、二硫化モリブデン粒子(平均一次粒子径1μm)を5g/Lの量で添加した。その他作業環境は上記めっき液の標準条件に準じた。生成しためっき層の厚みは10μmであり、内部に二硫化モリブデン粒子が含まれていた。このようにして、耐摩耗性皮膜で被覆された基材を耐摩耗性部材として得た。   Next, electroless Ni-P plating treatment was performed on the substrate on which the irregularities were formed. As the electroless Ni plating solution, “Nimuden KTB (registered trademark)” (Uemura Kogyo Co., Ltd.) is used, and molybdenum disulfide particles (average primary particle diameter 1 μm) are further added to this plating solution in an amount of 5 g / L. Added. Other working environments were in accordance with the standard conditions of the above plating solution. The generated plating layer had a thickness of 10 μm and contained molybdenum disulfide particles inside. Thus, the base material coat | covered with the abrasion-resistant film was obtained as an abrasion-resistant member.

(実施例4)
基材に凹凸を形成しなかったこと以外は実施例2と同様の方法で耐摩耗性部材を得た。
(Example 4)
A wear resistant member was obtained in the same manner as in Example 2 except that the substrate was not uneven.

(比較例1)
実施例1において、めっき層及び潤滑層を形成せず、凹凸を形成した基材を比較用サンプルとして得た。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a plating layer and a lubricating layer were not formed, and a base material on which irregularities were formed was obtained as a comparative sample.

(比較例2)
実施例1において、めっき層を形成させずに基材上に直接約3μmの厚みを有する潤滑層(二硫化モリブデン粒子)を形成し、これを耐摩耗性部材として得た。
(Comparative Example 2)
In Example 1, a lubricating layer (molybdenum disulfide particles) having a thickness of about 3 μm was formed directly on the substrate without forming a plating layer, and this was obtained as an abrasion resistant member.

(比較例3)
潤滑層を形成しなかったこと以外は実施例1と同様の方法で耐摩耗性部材を得た。
(Comparative Example 3)
A wear resistant member was obtained in the same manner as in Example 1 except that the lubricating layer was not formed.

(比較例4)
二硫化モリブデン粒子の代わりに黒雲母(平均一次粒子径1μm以下)を使用し、さらにめっき液にカチオン系界面活性剤を添加したこと以外は実施例3と同様の方法で耐摩耗性部材を得た。
(Comparative Example 4)
A wear-resistant member was obtained in the same manner as in Example 3 except that biotite (average primary particle size of 1 μm or less) was used in place of molybdenum disulfide particles and a cationic surfactant was added to the plating solution. It was.

(比較例5)
二硫化モリブデン粒子の代わりにPTFE粒子(平均一次粒子径1μm以下)を使用したこと以外は実施例3と同様の方法で耐摩耗性部材を得た。
(Comparative Example 5)
A wear-resistant member was obtained in the same manner as in Example 3 except that PTFE particles (average primary particle size of 1 μm or less) were used instead of molybdenum disulfide particles.

(耐摩耗性試験)
耐摩耗性部材の耐摩耗性試験は、次の条件で行った。
・荷重:10N
・相手材:ステンレス
・回転数:耐摩耗性部材を100rpm、相手材を100rpmとした。
・摩耗時間:被膜がなくなるまで実施
・測定開始15分ごとに皮膜の削れた摩耗量を測定
尚、耐摩耗性試験は、ピンオンディスク方式の摩耗試験機を用いて行うことができる。
(Abrasion resistance test)
The wear resistance test of the wear resistant member was performed under the following conditions.
・ Load: 10N
-Partner material: Stainless steel-Number of revolutions: The wear-resistant member was 100 rpm, and the partner material was 100 rpm.
・ Abrasion time: Conducted until the coating disappears. ・ Measures the amount of abrasion of the coating every 15 minutes from the start of measurement. The abrasion resistance test can be performed using a pin-on-disk type abrasion tester.

図5には、各実施例及び比較例で得られた耐摩耗性部材の耐摩耗性試験の結果を示している。この図から、実施例で得られた耐摩耗性部材は、耐摩耗性試験を長時間行っても、摩耗量の増加が起こりにくいことがわかるのに対し、比較例の耐摩耗性部材は、測定開始後すぐに、または、一定時間経過後、摩耗量が顕著に増大していることがわかる。この結果、実施例で得られた耐摩耗性部材は、摩耗が繰り返されても長期間にわたって優れた耐摩耗性を維持できているといえる。   In FIG. 5, the result of the abrasion resistance test of the abrasion resistant member obtained by each Example and the comparative example is shown. From this figure, it can be seen that the wear-resistant members obtained in the examples are less likely to increase in wear amount even if the wear-resistance test is performed for a long time, whereas the wear-resistant members of the comparative examples are It can be seen that the amount of wear increases significantly immediately after the start of measurement or after a certain period of time. As a result, it can be said that the wear-resistant members obtained in the examples can maintain excellent wear resistance over a long period of time even if wear is repeated.

比較例1,2は、めっき層12がなく、すぐに摩耗による剥がれが発生することがわかった。比較例2は、初期の二硫化モリブデンが存在している間は摩耗しないが、二硫化モリブデンが表面からなくなると同時に、すぐに素材の摩耗が確認された。   In Comparative Examples 1 and 2, it was found that the plating layer 12 was not present and peeling due to wear occurred immediately. Comparative Example 2 was not worn while the initial molybdenum disulfide was present, but at the same time as the molybdenum disulfide disappeared from the surface, the material was immediately worn.

比較例3は、めっき層があるので、初期は摩耗しにくいが、徐々にめっき層12が無くなり、摩耗が進んだと思われる。   In Comparative Example 3, since there is a plating layer, it is difficult to wear at the initial stage, but it seems that the plating layer 12 gradually disappears and wear has progressed.

比較例4、5の複合めっきは、複合された粒子の効果のため、初期は摩耗量も少なく良好であるが、後半は摩耗の進行が速く、60分から90分あたりで被膜すべてが摩耗してしまい、素材まで到達した。   The composite plating of Comparative Examples 4 and 5 is good because the amount of wear is small in the initial stage due to the effect of the composite particles, but the progress of wear is fast in the latter half, and all the coatings wear out in about 60 to 90 minutes. I have reached the material.

一方、実施例1〜4は、良好な結果であった。特に、実施例2がもっとも摩耗時間による摩耗量が少ない結果となった。実施例2は、めっき層がポーラスに形成されて孔があるからであると考えられる。   On the other hand, Examples 1-4 were good results. In particular, Example 2 resulted in the least amount of wear due to wear time. Example 2 is considered to be because the plating layer is formed porous and has holes.

実施例1では、二硫化モリブデンがめっき層の凹凸部分に入れ込み固定されていることから、耐摩耗性が長期間持続できている。   In Example 1, since molybdenum disulfide is inserted and fixed in the uneven portion of the plating layer, the wear resistance can be maintained for a long period of time.

実施例2では、二硫化モリブデンが孔15に入れ込みされているので、潤滑層が強固に固定されており、結果、耐摩耗性に優れている。   In Example 2, since the molybdenum disulfide is put in the hole 15, the lubricating layer is firmly fixed, and as a result, the wear resistance is excellent.

実施例3は、実施例1,2と異なり、二硫化モリブデンがめっき層に保持されていることから、摺動性があり、かつ、めっき層に強固に固定されている。この結果、実施例3は、複合めっき層として比較例4、5よりも良好な耐摩耗性を示した。   Example 3 is different from Examples 1 and 2, because molybdenum disulfide is held in the plating layer, so that it has slidability and is firmly fixed to the plating layer. As a result, Example 3 showed better abrasion resistance than Comparative Examples 4 and 5 as a composite plating layer.

実施例4は、基板15の凹凸処理がないため、基材15と、めっき層との密着性は他の実施例ほど高くないものの、比較例よりも優れた耐摩耗性を有していた。   In Example 4, since there was no uneven treatment of the substrate 15, the adhesion between the base material 15 and the plating layer was not as high as in the other examples, but had higher wear resistance than the comparative example.

2:固体潤滑剤
5:樹脂粒子
10:耐摩耗性皮膜
11:めっき層
12:潤滑層
13:コート層
15:孔
20:基材
30:耐摩耗性部材
2: Solid lubricant 5: Resin particles 10: Abrasion resistant coating 11: Plating layer 12: Lubricating layer 13: Coat layer 15: Hole 20: Base material 30: Abrasion resistant member

Claims (10)

めっき層と、該めっき層上に積層される潤滑層とを有し、
前記潤滑層は、固体潤滑剤を含有する、耐摩耗性皮膜。
Having a plating layer and a lubricating layer laminated on the plating layer;
The lubricating layer is a wear-resistant film containing a solid lubricant.
前記めっき層には、複数の孔が形成されている、請求項1に記載の耐摩耗性皮膜。   The abrasion-resistant film according to claim 1, wherein a plurality of holes are formed in the plating layer. 前記固体潤滑剤の一部又は全部は、前記孔の内部に入り込んでいる、請求項2に記載の耐摩耗性皮膜。   The wear-resistant coating film according to claim 2, wherein a part or all of the solid lubricant enters the inside of the hole. 前記固体潤滑剤は、黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、二硫化タングステン、酸化鉛及びフッ素樹脂からなる群より選ばれる1種以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の耐摩耗性皮膜。   The said solid lubricant is 1 or more types chosen from the group which consists of graphite, molybdenum disulfide, boron nitride, tungsten disulfide, lead oxide, and a fluororesin, The anti-resistance of any one of Claims 1-3. Abrasion film. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の耐摩耗性皮膜と、基材とを備え、
前記基材は前記耐摩耗性皮膜で被覆されており、
前記耐摩耗性皮膜の前記めっき層側の面が前記基材に固着している、耐摩耗性部材。
A wear-resistant film according to any one of claims 1 to 4 and a base material,
The substrate is coated with the wear-resistant coating;
A wear-resistant member in which a surface on the plating layer side of the wear-resistant film is fixed to the substrate.
前記基材の前記耐摩耗性皮膜が被覆される面には凹凸が形成されている、請求項5に記載の耐摩耗性部材。   The wear-resistant member according to claim 5, wherein irregularities are formed on a surface of the base material on which the wear-resistant film is coated. 耐摩耗性皮膜と、基材とを備え、
前記基材は前記耐摩耗性皮膜で被覆されており、
前記耐摩耗性皮膜は、二硫化モリブデンを含むめっき層を備え、
前記基材の前記耐摩耗性皮膜が被覆される面には凹凸が形成されている、耐摩耗性部材。
A wear-resistant coating and a substrate are provided.
The substrate is coated with the wear-resistant coating;
The abrasion-resistant film includes a plating layer containing molybdenum disulfide,
A wear-resistant member, wherein irregularities are formed on a surface of the base material on which the wear-resistant film is coated.
基材の表面をめっき処理することでめっき層を形成する第1工程と、
前記めっき層の表面に固体潤滑剤を含有する潤滑層を形成する第2工程と、
を含む耐摩耗性皮膜の形成方法。
A first step of forming a plating layer by plating the surface of the substrate;
A second step of forming a lubricating layer containing a solid lubricant on the surface of the plating layer;
A method for forming a wear-resistant film comprising:
前記第1工程のめっき処理では、樹脂粒子を含むめっき液を使用することで樹脂粒子を含むめっき層を形成し、該めっき層を加熱処理することで前記樹脂粒子を焼失する工程をさらに備える、請求項8に記載の形成方法。   In the plating process of the first step, a plating layer containing resin particles is formed by using a plating solution containing resin particles, and the resin particles are further burnt down by heat-treating the plating layer. The forming method according to claim 8. 前記めっき処理を行う前に前記基材の表面に凹凸を形成する工程をさらに備える、請求項8又は9に記載の形成方法。   The forming method according to claim 8, further comprising a step of forming irregularities on the surface of the base material before performing the plating treatment.
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